INNOWACYJNE SYSTEMY TRANSPORTOWE

Transkrypt

1 INNOWACYJNE SYSTEMY TRANSPORTOWE Włodzimierz Choromański, Iwona Grabarek Politechnika Transportu, Wydział Transportu Koszykowa WSTĘP Innowacyjne systemy transportowe to temat bardzo szeroki a zarazem nieprecyzyjnie zdefiniowany. W artykule skupimy się na szczególnym obszarze a mianowicie transporcie w aglomeracjach miejskich. Tutaj szczególnie, widzimy potrzebę zmian, potrzebę poszukiwania nowych rozwiązań. Na początku dobrze jest określić ogólne wymagania dotyczące nowych systemów. Wydaj się, że można wyjść z ogólnych założeń sformułowanych w raportach Komisji Europejskiej dotyczącej transportu zrównoważonego (np. White Paper: European transport policy for 2010: time to decide), uzupełniając je dodatkowe wymagania. Według ekspertów Komisji Europejskiej zrównoważony system transportowy to taki, który: 1. Zapewnia dostępność celów komunikacyjnych w sposób bezpieczny, niezagrażający zdrowiu ludzi i środowisku w sposób równy dla obecnej i następnych generacji; 2. Pozwala funkcjonować efektywnie, oferować możliwość wyboru środka transportowego i podtrzymać gospodarkę oraz rozwój regionalny; 3. Ogranicza emisje i odpady w ramach możliwości zaabsorbowania ich przez ziemię, zużywa odnawialne zasoby w ilościach możliwych do ich odtworzenia, zużywa nieodnawialne zasoby w ilościach możliwych do ich zastąpienia przez odnawialne substytuty, przy minimalizowaniu zajęcia terenu i hałasu. Oczywiście wydaje się, że te założenia powinny być uzupełnione o co najmniej dwa dodatkowe postulaty: 1. Innowacyjny system transportowy powinien uwzględniać potrzeby osób niepełnosprawnych. W tym chodzi tu nie tylko o niepełnosprawności spowodowane np. wypadkami komunikacyjnymi ale problem znacznie szerszy: starzenie się społeczeństw i niepełnosprawności wynikające z szerokiej gamy chorób związanych z starszym wiekiem 2. Nowe systemy powinny być tanie zarówno w budowie jak i eksploatacji w tym mało energochłonne. W transporcie miejskim coraz bardziej mówimy o ograniczeniu ruchu samochodowego na rzecz nowych systemów transportu publicznego. Kiedy poruszamy problem pojazdów ekologicznych tzn pojazdów z ograniczona lub wręcz zerowa emisja spalin (są to często samochody elektryczne), nie sposób nie brać pod uwagę metod produkcji energii elektrycznej. Wtedy w przypadku samochodów elektrycznych problem ograniczenia

2 zanieczyszczeń staje się dyskusyjny. W niniejszej pracy chcieliśmy ograniczyć się do dwóch systemów transportowych: 1) PRT Personal Rapid Transit 2) Elektryczny samochód miejski pracujący w systemie wypożyczania (np. jak system wypożyczanych rowerów) Systemy te są opracowywane w ramach projektu ECO-Mobilność (finansowanie: Fundusz Rozwoju Regionalnego: POIG) 2 PERSONAL RAPID TRANSIT Personal Rapid Transit jest nowym systemem transportu miejskiego. Składa się z wielu pojazdów (najczęściej 3-4 osobowych) całkowicie zdalnie kierowanych (bez udziału kierowcy) realizującego transport door to door tzn. od przystanku początkowego do końcowego bez przystanków pośrednich. Pojazdy poruszają się po lekkiej infrastrukturze napowietrznej łatwo skalowalnej tzn. łatwo podlegającej rozbudowie o nowe elementy sieci /linie przystanki itd./. Napęd pojazdów jest elektryczny. Komisja Europejska postrzega w PRT być może nowe rozwiązanie dla systemów transportowych w miastach jakkolwiek sama idea PRT sięga lat 50 (USA). Podstawowe założenia do systemu PRT 1.Maksymalna prędkość : ok. 50km/h, separacja 10 m, 2.System PRT realizowany będzie z wykorzystaniem pojazdów czteroosobowych (wymagana lekka infrastruktura, realizacja systemów door to door ) poruszających się z wykorzystaniem napędu elektrycznego na szynie napowietrznej, 3.Podstawowe znaczenie dla systemów PRT mają zwrotnice, umożliwiające zmianę kierunku jazdy. Zwrotnice mają być statyczne - nie wymagające żadnych elementów ruchomych. Zmiana kierunku jazdy realizowana będzie poprzez specjalne mechanizmy, w które wyposażone zostaną pojazdy, 4.Sieć dróg dla pojazdów PRT jest dwuwarstwowa i składa się z warstwy I (w skład, której wchodzą tzw. magistrale główne, po których poruszają się pojazdy ze stałą prędkością V (ok. 50 km/h) przy separacji 10 metrowej oraz warstwy II (w skład, której wchodzą drogi, po których pojazdy poruszają się z mniejszą prędkością (0-50 km/h i która realizuje istotę transportu door to door tzn. transport pasażera od miejsca w bezpośredniej bliskości jego przebywania na początku podróży do miejsca bezpośredniej bliskości miejsca docelowego podróży ), 5.Prędkość zjazdu z warstwy I do warstwy II nie powinna opóźniać ruchu na magistrali głównej oraz nie powinna powodować efektów niedopuszczalnych z punku widzenia oddziaływania niezrównoważonego przyspieszenia na człowieka oraz szybkości jego zmian tzw. jerk. A zatem konieczne będzie stosowanie krzywych przejściowych, 6.Pojazdy PRT muszą mieć gabaryty zgodne z wymogami ergonomicznymi oraz umożliwiać transport osób niepełnosprawnych (w szczególnym przypadku

3 po złożeniu siedzisk - wjazd wózka inwalidzkiego z osobą obsługującą ten wózek), 7. System należy tak projektować by jego wydajność była porównywalna lub lepsza w porównaniu z już istniejącymi systemami transportu. Na rysunku 1. Pokazano przykładowe lokalizacje systemu PRT a) PRT MASDAR b) Centrum Handlowe Marki Ząbki * b) PRT przykładowa lokalizacja Ząbki

4 d)jedna z proponowanych stylistyk kabiny PRT (dzień/noc) stylistyka może być modyfikowana pod kątem lokalizacji w danym mieście oraz pełnionych funkcji ( czysto transportowa, turystyczna itd.) e) Przykładowy fragment lokalizacji w Konstancinie f)park handlowy Targówek /PRT oraz Eco samochód/ Rys.1 Przykładowe fragmenty lokalizacji sieci PRT Na rysunkach 2 oraz 3 pokazano w sposób uproszczony elementy składowe systemu PRT oraz zakresy prac objęte projektem ECO-Mobilność

5 Rys.2 Elementy systemu PRT Rys.3 Zakresy prac objęte projektem Niektóre elementy opracowanego w ramach projektu ECO-Mobilność systemu PRT, które będą przedmiotem wdrożenia są następujące: 1. Moc układów napędowych ok 18 kw 2. Jako jednostka napędowa : silnik liniowy (oryginalne rozwiązanie konstrukcyjne) 3. System rekuperacji energii /z zastosowaniem superkondensatora/ 4. Bezprzewodowy przesył energii do pojazdu ( ogólna struktura pokazana na rys.4)

6 Rys.4 Ogólna struktura układu napędowego i zasilania energetycznego /niektóre napisy są po angielsku ale zostały opracowane zostały w ramach prac ECO-MOBILNOŚĆ POIG/ 5. Hierarchiczny system komputerowy(rys.5) ze sterownikami obszarowymi do zarzadzania i sterowania ruchem pojazdów w tym system obsługi sprzedaży biletów, wyboru trasy, kontaktu z pasażerami w przypadkach zagrożenia, system informatyczny związany z przekazywaniem aktualnych wiadomości oraz dotakowych informacji (wiadomości reklamy itd.). System wykorzystuje najnowsze technologie ITS i ma charakter interoperacyjny.

7 Rys.5 Ogólna struktura systemu komputerowego 6 Wybór trasy z monitora dotykowego wewnątrz pojazdu. Możliwość dopasowania projektu kabiny do indywidualnych życzeń warunkowanych potrzebami miasta i charakterem wykorzystania PRT /typowo transportowa, turystyczna itd/ rys.6 Rys.6 Przykładowy uproszczony schemat rozwiązania kabiny PRT 3. ELEKTRYCZNY SAMOCHÓD MIEJSKI PRACUJĄCY W SYSTEMIE WYPOŻYCZANIA Na samochody elektryczne można spojrzeć z dwóch punktów widzenia. Jako na samochody, które w przyszłości zastąpią samochody z napędem silnikami spalinowymi, ale z

8 zachowaniem tych samych funkcjonalności. Można jednak na bazie napędu elektrycznego budować samochody o innych funkcjonalnościach. Takie właśnie podejście zastosowano w projekcie ECO-Mobilność. ECO-Car to samochód przeznaczony zarówno dla osób sprawnych jak i niepełnosprawnych. Samochód, który przeznaczony jest jako specjalna oferta w centrach wypożyczania samochodów. Budowa takich wypożyczalni wkrótce doczeka się pierwszych wdrożeń w Polsce. Prawdopodobnie liderem będzie aglomeracja rzeszowska. Podstawowe założenia dotyczące samochodu /ECO-Samochodu realizowanego w projekcie ECO- Mobilność/ Przeznaczenie: tereny wyłączone z ruchu pojazdów spalinowych lub o ograniczeniach ruchu tych pojazdów Max. prędkość 50 km/h, zasięg. 100km, przeznaczony jako samochód wypożyczany Pojemność 4 osoby lub wózek inwalidzki i 3 osoby Przyjazny środowisku (napęd elektryczny), łatwy w prowadzeniu (wykorzystane technologie : drive by wire, break by wire kierowcy: osoby sprawne, osoby niepełnosprawne z upośledzeniem dolnego układu ruchowego poruszające się na aktywnych wózkach inwalidzkich. Unikalny sustem wjazdu i zamocowań wózków inwalidzkich Oryginalny system nawigacji satelitarnej System wypożyczenia samochodu i opłat z wykorzystaniem telefonu komórkowego Infrastruktura ładowania i wymiany akumulatorów. Niektóre kluczowe elementy ECO-samochodu zostały przedstawione na rysunku 7 zaś na rysunku 8 zarys struktury elektrycznej i układu napędowego Rys.7 Elementy ECO-Samochodu

9 a) b) Rys.8 Zarys struktury elektrycznej a) napędowej b) eco samochodu

10 Rys.9 Niektóre funkcje i konfiguracje Eco samochodu oraz propozycje stylistyki Istotnym elementem systemu eco samochodu jest jego interoperacyjność tzn możliwość współpracy z innymi środkami wspomagającymi mobilność osób niepełnosprawnym. Chodzi tutaj o wózek inwalidzki o napędzie elektrycznym, wózek o napędzie recznym oraz egzoszkielet. Wymienione elementy stanowią element infrastruktury systemu eco samochodu.

11 PODSUMOWANIE W artykule przedstawiono dwa innowacyjne systemy transportowe: PRT i ECO samochód. Systemy te maja niewątpliwie charakter innowacyjny i być może stanowić mogą rozwiązania komunikacji miejskiej w przyszłych dekadach. Zeroemisyjne środki transportu, dostosowanie do osób niepełnosprawnych, niski pobór energii, przyjazność środowisku to główne własności proponowanych rozwiazań.